Геохимическая эволюция и расслоенность литий-фтористых гранитов танталовых месторождений Орловка и Этыка Восточного Забайкалья

2. Геохимические и петрологические особенности редкометальных гранитов и связанных с ними расслоенных тел.

2.4 КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ РАССЛОЕННЫХ ПОРОД ГРАНИТНОГО СОСТАВА НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ОРЛОВКА И ЭТЫКА.

2.4.1 Существующие представления о происхождении полосчатых текстур в гранитах.

    Расслоение в гранитных телах Повилайтис (1990) связывает с автоколебательным процессом - ритмично-зональной фракционной кристаллизационной дифференциацией магмы. Этот процесс обусловлен анхиэвтектическим составом и определенными соотношениями скоростей кристаллизации, однонаправленного теплоотвода и диффузии компонентов в переохлажденной магме, находящейся в резком термоградиентном поле - вдали от условий термодинамического равновесия. Существуют представления и о постмагматическом происхождении расслоенных гранитов (Беус и др. 1962, Залашкова и др. 1969, Сырицо 1998), связанных с метасоматическими изменениями уже законсолидированных пород. Возможность магматического генезиса полосчатости подтверждается экспериментальными исследованиями В.М. Агошкова и А.А. Ярошевского (Агошков 1963, Ярошевский 1970), где доказывается принципиальная возможность ритмично-зонального хода кристаллизации анхиэвтектической магмы с периодическим сбрасыванием то избыточного против эвтектики компонента, то эвтектики в виде зон, конформных контактовой поверхности, в термоградиентном поле.
     Распространенная в пегматит-аплитовых дайках ритмично-полосчатая расслоенность в лежачих контактах в основном альбит-кварцевого состава интерпретируется Д. Лондоном (London 1992) как неравновесная кристаллизация в условиях сильного переохлаждения. Чередование тонких различных по составу прослоев в маломощных дайках или жилах происходит согласно осцилляционно-диффузионной модели (Naslund and McBirney 1996, Webber et al. 1997, Morgan & London 1999), основанной на неравновесной кристаллизации, при которой возникает пересыщение по компонентам, не входящим в кристаллизующуюся фазу, что приводит к дальнейшей нуклеации отличных по составу фаз. Предполагается, что любой фактор, провоцирующий переохлаждение в неравновесно кристаллизующейся системе (сброс флюидного давления), потенциально может вызвать гетерогенную нуклеацию и осцилляционный рост кристаллов, что способствует образованию полосчатой породы. Д. Лондоном (London 1998) полосчатость в гранитных системах объясняется спинодальным распадом (Скрипов, Скрипов 1979) при определенной степени ликвидусного переохлаждения (150оС) расплава.
     Широко распространенные текстуры с гребенчатым кварцем (Shannon et al. 1982, Повилайтис 1990, Lowenstern & Sinclair 1996) объясняются осцилляциями флюидного давления, которые приводят к смещению кварц-полевошпатовой котектики с попеременным расширением то кварцевого, то полевошпатового поля (Tuttle and Bowen 1958, Jahns & Birnham 1969) и, соответственно, к послойной кристаллизации гребенчатого кварца из флюидонасыщенного расплава и аплитовых полевошпатовых зон.

 2.4.2 Механизмы формирования расслоенных тел в гранитах Орловки и Этыки.

    Согласно выявленному индикатору дифференциации гранитоидной магмы - отношения Zr/Hf, формирование ритмично-полосчатых пород на месторождениях Орловка и Этыка является более поздним по отношению к массивным литий-фтористым гранитам, что также согласуется с данными Г.П. Луговского и др. (1972).
    На основе геологических наблюдений, петрографических и геохимических исследований полосчатых текстур в гранитах и литературных данных можно предположить следующие механизмы формирования расслоенных тел на месторождениях Орловка и Этыка: а) осцилляция флюидного давления; б) пересыщение избыточными компонентами на фронте кристаллизации и в) спинодальный распад.
    Осцилляция флюидного давления. Разработанная В.Н. Балашовым и Г.П. Зарайским (в печати) количественная модель образования полосчатых даек орловских гранитов связана с периодической дегазацией расплава в условиях повышенного флюидного давления: с повышением и дальнейшим сбросом последнего происходит смещение альбит-кварцевой эвтектики с попеременным расширением то кварцевого, то альбитового полей. Доказательством тому является довольно частое нахождение в дайкообразных телах тонкополосчатого переслаивания преимущественно альбитовых и кварцевых прослоев (часто гребенчатого типа) с подчиненным количеством слюды. Индикатором подобной кристаллизации является также большая распространенность в расслоенных породах кварца со структурой "снежного кома", зоны роста которого характеризуют периодическую смену условий и скорости кристаллизации.
    Пересыщение избыточными компонентами на фронте кристаллизации. Формирование в этыкинских гранитах расслоенных альбит-амазонитовых пород вряд ли может быть объяснено вышеописанной моделью, т.к. смещение Ab-Or минимума в сторону Ab с повышением флюидного давления и концентрации фтора не столь значительно как в системе Ab-Qtz. Последовательная кристаллизация преимущественно альбитовых и амазонитовых зон может быть обусловлена пересыщением порций расплава на фронте кристаллизации компонентами, не входящими в кристаллизуемую фазу. Таким образом, кристаллизация альбитовой зоны приводит к пересыщению остаточного расплава ортоклазовой компонентой; в свою очередь кристаллизация калишпата способствует пересыщению расплава альбитовой компонентой и кристаллизации альбита. Такой ход кристаллизации возможен при сильно неравновесных условиях за счет высокого Т-градиента, что типично для маломощных жильных и дайкообразных тел на Орловском и Этыкинском месторождениях. В пользу этой теории свидетельствует также низкая вязкость гранитной магмы за счет насыщения летучими на поздних стадиях дифференциации, где интенсивная диффузия компонентов в переохлажденной магме приводит к образованию полосчатых текстур, а не гомогенного гранит-аплита или стекла, как это можно ожидать с "сухими" гранитными расплавами.
    Спинодальный распад. Теория спинодального распада, приложенная Д. Лондоном (London 1998) к полосчатым гранитным породам может быть применена и для расслоенных пород Орловки и Этыки. При значительной степени переохлаждения расплава (150оС по Д. Лондону) происходит неравновесное перераспределение компонентов посредством восходящей диффузии (Скрипов, Скрипов 1973), в результате чего формируются линейные контрастные по составу зоны. По аналогии с экспериментальными исследованиями Д. Лондона (London 1998) образуются тонкие кварцевые и полевошпатовые слои в составе полосчатых тел или, как будет показано в экспериментальной части работы, зоны, обогащенные кремнеземом, чередующиеся с щелочно-алюмофторидными зонами с меньшим содержанием кремнезема.